Piezo1–Src信号通路会迅速破坏脑内皮屏障的完整性

《Fluids and Barriers of the CNS》：Piezo1–Src signaling rapidly disrupts brain endothelial barrier integrity

　　

摘要

背景

血脑屏障的完整性对中枢神经系统的稳态至关重要，但突发血流动力学变化后导致的超急性屏障功能障碍的机制至今仍不完全清楚。Piezo1是一种表达于内皮细胞中的机械敏感型Ca2?通道，可被剪切应力等机械刺激激活，但它对脑内皮屏障快速破坏的贡献尚不明确。我们研究了Piezo1激活是否会导致内皮屏障的超急性破坏，并探讨了其背后的信号传导机制。

方法

在存在或不存在Src抑制剂saracatinib的情况下，用Piezo1激动剂Yoda1刺激人脑微血管内皮细胞（HBEC-5i），随后评估屏障功能并进行磷酸蛋白组分析。为评估其在体内的相关性，在经过机械敏感型通道抑制剂GsMTx4处理的小鼠脑缺血-再灌注模型中，于再灌注后几分钟内检测血管通透性。

结果

Piezo1激活后的全面磷酸蛋白组分析显示，与细胞连接、黏附及细胞骨架结构相关的磷酸化事件显著增加。Yoda1会迅速使与细胞连接相关的蛋白质发生磷酸化，包括occludin的Tyr287位点，从而导致HBEC-5i细胞内的屏障迅速破坏。Saracatinib可减轻occludin Tyr287位的磷酸化，维持屏障完整性，这表明Src家族激酶敏感型信号传导在此过程中起作用。在小鼠实验中，GsMTx4在再灌注后几分钟内显著降低了血管通透性，这与体外观察结果一致，进一步支持机械敏感型通道相关信号传导在血流恢复后立即出现的超急性血脑屏障渗漏中的作用。

结论

本研究首次对人脑内皮细胞中与Piezo1激活相关的快速磷酸化变化进行了磷酸蛋白组分析。基于这些磷酸蛋白组特征，我们的数据表明，Src家族激酶敏感型信号传导以及occludin Tyr287位的磷酸化共同参与了内皮屏障的快速破坏。这些发现提示，Piezo1相关的信号传导可能有助于超急性血脑屏障功能障碍，为在突发血流动力学应激和脑再灌注背景下开展进一步研究提供了依据。